摩擦磨损润滑宋宝玉版QJJ

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1、摩擦磨损润滑消极影响：消耗能源，变成热量；破坏精度，包括磨损和爬行；增大噪声，引起振动。积极作用：驱动，摩擦轮、无级变速；缓冲，如宇航员座椅；自锁，如钉子等。2.7摩擦、磨损和润滑摩擦、磨损和润滑失效，是现代机械系统的主要失效原因。①概述：名义接触面积(An)：An=ab。轮廓接触面积(Ap)：名义接触面积的5%~15%；实际接触面积(Ar)：名义接触面积的0.01%~0.1%；②接触面积与接触模型摩擦和磨损均发生在接触面内，实际接触面积(Ar)的大小与分布，对摩擦和磨损的发生与结果都有影响。摩擦形式：外摩擦（存在于两物体表面

2、之间）内摩擦（流体内部产生的粘剪力）按照两表面的润滑状况，摩擦分为：干摩擦——无润滑状态边界摩擦——边界润滑状态流体摩擦——流体润滑状态混合摩擦——混合润滑状态2.7.1摩擦1.摩擦分类1)干摩擦经典摩擦定律：不加润滑剂时，相对运动的零件表面直接接触，这样产生的摩擦称为干摩擦(如真空中)。特点：摩擦系数大；摩擦功耗大；磨损严重。摩擦力等于摩擦系数与正压力的乘积：分子-机械作用理论：摩擦力就是分子作用阻力和机械作用的总和，即：2)边界摩擦（边界润滑）油性分子吸附在表面两表面加入润滑剂后，在金属表面会形成一层边界膜；物理吸附膜或化

3、学反应膜；油膜较薄，在载荷的作用下，两金属表面微观的凸峰互相接触，横向剪切力比较弱。当液体与固体表面接触时，由于分子或原子相互吸引的作用力而产生的吸附。·物理吸附膜被吸附的分子一般是可极化的，其氧、氢的正、负离子与金属的表面负、正离子相吸附。硬脂酸分子吸附在表面润滑剂中的硫、磷、氯等元素与金属表面进行化学反应，形成一种新的化合物膜层。·化学反应膜化学反应膜具有高的熔点及低的剪切强度，并且比物理吸附膜稳定得多。这种反应是不可逆的。硫与鉄生成化学反应膜当两摩擦表面被流体完全隔开时，摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦；流体分子层间的粘

4、剪阻力就是摩擦力，这种摩擦称为流体摩擦。属于内摩擦；特点：f=0.001~0.01，金属表面无磨损。3)流体摩擦（流体润滑）①流体动压润滑形成流体动压的必要条件:流体必须流经收敛间隙；流体必须有足够的速度；流体必须是粘性流体。考虑接触区弹性变形和压力对润滑油粘度的影响，简称弹流润滑。②弹性流体动压润滑两表面的距离h0,称为平均油膜厚度；接触区的出口处油膜变薄，称为“颈缩”；“颈缩”处两表面距离hmin称为最小油膜厚度。③流体静压润滑用油泵将润滑油经过节流器以所需要压力注入被润滑表面的油室；再由油室的封油边流回油箱。4)混合摩擦

5、（混合润滑）当动压润滑条件不完全具备，且有时边界膜遭破坏，就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象。5)摩擦系数的典型数值可以用摩擦系数值作为判断各种摩擦状态的依据。2.各种摩擦状态的研究方法①干摩擦：主要的是限制磨损，它涉及材料科学、弹塑性力学、传热学、物理化学等内容；②边界摩擦：从物理化学的角度研究润滑膜的形成与破坏机理；③弹性流体动力润滑：要根据弹性力学分析接触表面的变形以及润滑剂的流变学性能；④流体摩擦：主要是应用粘性流体力学和传热学等计算润滑膜的承载能力及其它力学特性。磨损：运动副表面材料不断损失；①磨损过程

6、（三阶段）:跑合磨损阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段2.7.2磨损1.磨损现象②磨损的度量：磨损量：表示磨损的大小被磨损的高度h被磨损的体积V被磨损的重量G被磨损的质量m磨损率:单位时间内材料的磨损体积或质量。1)粘着磨损：形成：边界摩擦，载荷大，速度高，边界膜破坏，表面尖峰接触；现象：形成材料转移；影响因素：材料硬度，表面结构的粗糙度，载荷、速度、温度，不同材料配副。2.金属材料磨损胶合准则式中：p为赫兹应力；v为相对滑动速度。胶合：是最严重的粘着磨损形式，被磨损表面凹凸不平，有时出现摩擦副“抱死”、“咬死”等现象；发生：在高速

7、重载和润滑不良的场合，如齿轮—蜗杆传动、滚动轴承和滑动轴承等摩擦副；pv准则：常用在非流体润滑的滑动轴承等零件的设计中，作为选择抗胶合材料的依据。2)磨粒磨损/磨削形成：表面微峰或外界硬质颗粒进入摩擦面；现象：表面划伤或犁沟现象；影响因素：环境，表面硬度、粗糙度。二体磨粒磨损一个磨粒相对一个固体表面运动而产生的磨损；当磨粒运动方向与固体表面接近平行时，磨粒与表面接触处的应力较低，固体表面产生擦伤或微小的犁沟痕迹。三体磨粒磨损外界磨粒移动于两摩擦表面之间，类似于研磨作用；如：球磨机衬板与钢球、轧碎机滚筒等零件的表面破坏都是这一类

8、磨损。各类机械的磨粒磨损建筑机械、农业机械、矿山机械和经常在野外、沙漠等环境下工作的机械的主要磨损形式就是磨粒磨损；颚式破碎机的动颚、矿石和肘板间的磨损；掘土机的铲齿、犁耙的磨损；球磨机的衬板与钢球等；机床导轨面由于切屑的存在引起的磨损。3)疲劳磨损（也称疲劳点蚀）形成：接触